“困难的是，新能源富集的三北地区多以火电为主，而且多承担供热任务，在风电大发的冬春两季系统调峰能力极小”不理解为什么新能源富集的时候却让系统的调峰能力…

根本原因是系统有效惯性、等价惯性的降低。

常规的是通过电力电子设备接入电网的，这使得新能源发电部分不参与调峰调频任务。调峰是由燃气轮机发电、火力发电或水利发电等完成的。

然而，随着新能源接入规模的增大，系统的有效惯性会逐渐降低（见文献【1】），那么当出现负荷供给不平衡时，机组就没有足够的旋转设备来释放动能，从而造成不能够迅速实现负荷补偿，保证发供电平衡。因此，电力系统有效惯性的降低是新能源接入导致压力增大的根本原因。（这个很容易理解，惯性大的电力系统，就相当于风吹不倒拳打不动的壮汉，对负荷扰动不敏感，调峰能力强。）

当然，题主说的"新能源的接入"指的是现有新能源的常规并网模式。这并不是说，新能源不能参与调峰调频，只是现在技术没有成熟到式新能源大规模接入而已。未来电网，新能源将成为主流，这就意味着新能源也要参与调峰调频，目前已有大量相关研究（参见文献【2】）。

参考文献: [1] Tielens P, Hertem D V. The relevance of inertia in [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 55: 999-1009.

[2] Aziz A, Oo A T, Stojcevski A. Analysis of frequency  wind plant penetration effect on load frequency control of hybrid power system[J]. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2018, 99: 603-617.

一言以蔽之：电力系统稳态运行的数学本质是一个实时的功率平衡方程，新能源的引入提高了电网功率平衡的调节难度，是为调峰能力降低。

一般电路原理学到的“电压源型”电路，认为能量无限，所以我们列写节点电压方程，没毛病。

电力系统不同，能量被原动机的机械能严格的限制了，所以潮流方程是个功率方程，功率方程的不平衡将会引起系统频率、电压等指标波动，进而威胁电网安全稳定运行。

回到问题本身，新能源对于潮流方程意味着什么呢？

意味着这个功率方程变成了一个随机方程，新能源的出力具有随机性，那么为了保证电网的功率平衡，就必须准备好充足的热备用，或者储能。但现在的储能对于大电网杯水车薪，所以还是得靠热备用，依靠燃气轮机的快速爬坡与汽门快关，或者抽水蓄能，使电网有足够的能量补充与储备能力，在新能源波动时，补足出力或者快速降低出力。

另一方面，所谓的调峰能力是什么呢？

是电网调节发电功率以匹配负荷功率波动能力。每天的负荷会发生规律性的变化，那么电网发电也得跟着变化，这个调整是需要花钱的，特别是火力机组的调节与启停，成本很大。这时，可以利抽水蓄能，负荷小的时候，把水抽到高处，负荷大的时候，再发电释放出来，那么对于火力机组来说，负荷就比较平稳，不用反复调节或者启停，提高综合效益。如果没有抽水蓄能，则需要进行合理的机组组合，降低成本。

那么，考虑负荷的随机性与新能源的随机性，矛盾就出来了。两者都需要依赖系统的发电调节能力，三北地区水资源不足，抽水蓄能用不了，那就只能依靠火力机组。结果我国燃气轮机还少，火力机组又要供电、供热，意味着不能关闭，本身爬坡能力又比较差，此时负荷一波动，或者新能源一波动，电网功率平衡就极难维持，这可不就是调峰能力极小么。于是就出现了大量的弃风弃光现象。

综上，新能源富集，本质上显著提高了电网功率平衡的调节难度，调峰能力自然降低。

这个问题隐含下面几个小问题。

的是什么意思？

谁在电力系统中扮演调峰角色？

调峰是常规操作吗？什么情况需要调峰？

的接入为什么会增大调峰压力？

先了解下调峰是啥意思：

在用电高峰时，需要投入在正常运行以外的发电机组以满足需求。

调峰是电力系统的常规操作吗？

并不是，据统计，全国95%最大负荷：持续时间普遍低于24小时（1天），对应电量不超过全年用电量的0.5%；

90%最大负荷：持续时间普遍低于168小时（1周），对应电量不超过全年用电量的1%。

谁来扮演调峰的角色呢？

既然负荷尖峰时刻不多，谁最适合灭它们呢？你一定想到了。

抽水蓄能电站。在负荷低谷时将下池的水抽到上池，负荷高峰的时候将上池的流回下池发电。启动灵活迅速，从启动到满负荷运行只需1～2分钟，由抽水工况转换到发电工况仅3～4分钟，是调峰电源的理想选择。当然还有、、部分和大规模的也都可以作为调峰电源使用。而近些年，我们还拥有重型武器—特高压直流。

新能源能调峰吗？

显然不行，新能源无法人为控制，只能靠天吃饭，大家都知道。

但有多不靠谱，大家可能没直观印象。

举个栗子，东北+华北的风电出力能在一天之内从500~600万kW风电涨到5000~6000万kW，再跌回500~600万kW。。。

今年东北地区的限电大家应该记忆犹新，9月10日开始，东北地区火电装机8000万kW，可调出力不到4000万kW，负荷稳定在6000~7000万kW，而东北却遭遇连续的极热无风天气。

这种天气下，新能源出力长期低于10%。于是没有了新能源的支撑，电网频率一度来到49.5HZ（正常为50HZ上下波动）。

根据国调复盘：一般频率掉到49.7HZ，所有的备用机组就都打出去了。49.5HZ意味手里已经没牌了，如果负荷进一步增长，再过7分钟，不采取措施的话，东北电网就会垮。

后来的事情大家都知道了，国调紧急采取限电措施，把电力系统又从崩溃边缘拉回来，这也算是东北限电的导火索。

回到问题所述：为什么新能源的接入会增大电力系统的调峰压力？

因为新能源不仅不能在关键时刻顶上去，而且还很有可能掉链子，拖火电的后腿。

通俗来说，就像你和兄弟部队守两个山头，敌人大规模来了，兄弟部队却提前撤了。你不仅要守好你的山头，还要帮他守山头，这当然极大增大你的防守压力。